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1、. . .1 .引 言. 21.1 Labview开发平台. 41.1.1 程序前面板. 51.1.2 框图程序. 51.1.3 图标/连接器. 51.1.4 Labview中的操作模板. 51.1.5 控制模板(Controls Palette) 61.1.6 功能模板(Functions Palette) 71.1.7 Labview中的框图程序. 82 虚拟信号发生器的软件设计. 92.1前面板的设计. 92.2 参数设置控件. 92.3 输出波形选择按钮. 102.4 波形显示控件. 102.5 开关控件. 102.6 流程图的设计. 102.7程序图标的调入. 102.8程序设计.
2、113.虚拟函数信号发生器的硬件构成. 114.虚拟函数信号发生器的实现. 114.1数字波形产生模块. 114.2 频率单位变化控制模块. 125. 信号发生的具体实现. 125.1 虚拟正弦波发生器的设计. 125.1.1 功能描述. 125.1.2设计步骤. 125.2虚拟方波发生器的设计. 155.2.1 功能描述. 155.2.2设计步骤. 155.3虚拟锯齿波发生器的设计. 185.3.1 功能描述: 185.3.2设计步骤. 185.4 虚拟三角波发生器的设计. 215.4.1 功能描述: 215.4.2设计步骤. 215.5虚拟正弦波.方波.锯齿波.三角波发生器的的综合设计.
3、245.5.1 发生器的前面板. 245.5.2 综合发生器流程图设计. 255.5.3 综合发生器的运行结果. 256. 创新与思考. 27结语：. 27致谢. 27参考文献：. 28 基于Labview的信号发生器的设计【摘 要】本文实现了基于Labview7.0的虚拟正弦,余弦,方波,锯齿波,三角波信号发生器.可以根据需要,改变波形的频率和幅值，保存波形的分析参数到指定文件,并介绍了基于USB数据采集卡的虚拟信号输出。本论文首先简介了虚拟函数信号发生器的开发平台，及虚拟信号发生器的设计思路，并且给出了基于labview 的虚拟信号发生器的前面板和程序设计流程图，讲述了功能模块的设计步骤，
4、提供了虚拟发生器的面板。在设计信号发生器的过程中经过深入的思考，结合Labview的具体功能作了一定创新。本仪器系统操作简便，设计灵活，具有很强的适应性。【关键词】：虚拟函数 labview 信号发生器 The Design of Signal Generator Based on LabviewAbstractThis article describes the virtual Labview7.0 based on sine, cosine, square, saw tooth, triangle wave signal generator. Can change the waveform
5、 of the frequency and amplitude, the analysis of waveform parameters saved to the specified file, and introduced the USB data acquisition card based on the virtual signal output. Introduction In this paper, the first virtual function signal generator of the development platform, and virtual signal g
6、enerators of design ideas, and gives the Labview-based virtual signal generators front panel and the programming flow chart describes the design of these functional modules provides a virtual panel generator. Signal generator in the design process, after careful thought, combined with the specific f
7、unction of Labview a certain innovation. The instrument system is simple, flexible design, has a strong adaptability. Keyword ：Virtual function Labview signal generator1 .引 言自从1986年美国NI(National Instrument)公司提出虚拟仪器的概念以来,随着计算机技术和测量技术的发展,虚拟仪器技术也得到很快的发展。虚拟仪器是指:利用现有的PC机，加上特殊设计的仪器硬件和专用软件,形成既有普通仪器的基本功能,又有
8、一般仪器所没有的特殊功能的新型仪器。与传统的仪器相比其特点主要有:具有更好的测量精度和可重复性;测量速度快;系统组建时间短;由用户定义仪器功能;可扩展性强;技术更新快等。虚拟仪器以软件为核心,其软件又以美国NI公司的Labview虚拟仪器软件开发平台最为常用。Labview是一种图形化的编程语言,主要用来开发数据采集，仪器控制及数据处理分析等软件,功能强大。目前,该开发软件在国际测试、测控行业比较流行,在国内的测控领域也得到广泛应用。函数信号发生器是在科学研究和工程设计中广泛应用的一种通用仪器。下面结合一个虚拟函数信号发生器设计开发具体介绍基于图形化编程语言Labview的虚拟仪器编程方法与实
9、现技术。虚拟仪器技术是测量技术和计算机技术综合集成的产物，代表了现代测试技术和仪器技术发展。所谓虚拟仪器(Virtual Instrument)，就是用户在计算机平台上，根据要求定义和设计仪器的测试功能，使得使用者在操作这台计算机时，就像是在操作一台他自己设计的仪器。VI是由用户利用一些基本硬件及软件编程技术组成的各种各样的仪器系统，它的功能是可由用户自己定义的。自从引进了VI的技术,这就使用户可以随心所欲地根据自己的意愿，设计自己的仪器系统,就像温度测量计、电压表、图表记录器、数字仪和信号分析计等，都可在同一基本硬件上配置不同的软件而实现。VI的另一用途是方案论证，用于在设计方案的论证过程中
10、。对于一种设计要求，我们可能有各种不同的实现方法，如每个方法都用传统的仪器试验一遍不仅花大量的人力,还要大量的财力。而用基本硬件和基本软件组合的VI可方便地实现各种方法，以比较各个方案的优缺点。如今，计算机是开放的工业标准化结构，可以提供处理、存储和显示的能力，所以可将计算机用作电子仪器的助动器，使用户自定义各种仪器功能成为现实。 现在流行的DAQ(数据采集)卡、GPIB(通用接口总线)卡、VXI(系统控制接口卡)等可以插入计算机的槽口。VI通过改变软件的方法来适应各种不同的需求。美国NI(国家仪器)公司数字化技术的插入式DAQ卡,具有构造一系列传统测量仪器的能力。它配上该公司的Labview
11、软件包(包含有DAQ的驱动程序)使用户方便迅速组建自己的应用系统。传统的电子仪器是自封闭的系统，它具有信号输入、输出的能力，并有固定的用户界面，比如：输入、输出信号接插件、旋钮、按钮、显示仪表、显示面板等。一个仪器包括传感器、信号处理器、A/D转换器、微处理器、存储器和内部总线等专门化的电路。通过这些电路来转换、测量、分析实际信号，并将结果以各种方式显示。然而，有时为了构成具有一定功能的系统，配置了一套仪器，但对其中的某些仪器，只用到了其中一部分功能，而将它作其他功能使用时，却不具备或达不到所需指标。如另配置一套仪器，不断效率不高，而且价格高。要是能将原有的仪器稍加改动,就可以扩大其使用范围。
12、但是传统的仪器功能是由制造商决定的，用户不能任意更改，用户如按自己的要求定制仪器需要昂贵的价格。虚拟仪器概念的提出是仪器发展史上的一场革命，代表着仪器发展的最新方向和潮流。以下是传统测试仪器和虚拟仪器的一个比较： 表1-1：传统仪器与虚拟仪器对照表传统仪器 虚拟仪器 开发和维护费用高 基于软件体系的结构，大大节省开发和维护的费用 功能由仪器厂商定义 功能由用户自己定义 与其他仪器设备的连接十分有限 面向应用的系统结构，可以方便地与外设、网络或其他应用连接 数据无法编辑数 数据可编辑、存储、打印 硬件是关键部分 软件是关键部分 价格昂贵 价格低廉（是传统价格的五至十分之一） 技术更新慢（5-10
13、年） 技术更新快（一般1-2年） 系统封闭、功能固定、扩展性低 基于计算机技术开放的功能模块可构成多种仪器 正是因为意识到了虚拟仪器的诸多优点及传统仪器的一些弊端，所以，我们计划开发了这样一台基于Labview(美国NI公司)的多功能虚拟数字发生器。其集成了示波，动态/静态波形分析，频谱分析，频率计，波形参数分析，信号发生，以及远程示波等功能。在示波功能上，除了对波形的精确显示外，还的波形参数进行了显示和对其时域信号、频域信号进行了分析。1.1 Labview开发平台Labview是Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench (实验室
14、虚拟仪器集成开发环境)的简称，是有美国国家仪器公司(National instruments, IN)创立的一个功能强大而又灵活的仪器和分析应用开发工具。Labview不同于基于文本的的编程语言（如Fortran和C），他是一种图形编程语言-通常称为G语言，其编程过程就是同过图形符号描述程序的运行。NI Labview使用已获取专利的数据流编程模式，他能是用户从基于文本程序语言的循序结构中解脱出来，他的执行循序是由节点间的数据而不是由文本行的循序决定的。并且，Labview是唯一具有编译器的图形化程序环境，所生成的的优化代码的执行速率可以和C语言媲美。Labview就有开放的环境，能和第三放软
15、件轻松连接，通过Labview，用户可以把现有的应用程序和.NET组件、ActiveX、 DLL以及广泛的网络协议相连，同样用户可以在Labview中创建能在其软件环境中调用的独立执行程序或动态连接库。在设计集成系统中，特别是做硬件数据采集，仪器控制等，有其一套快速开发组件，从而大大缩短了系统的开发周期，着是其他开发平台所没法比较的。下面对Labview基于图形化语言作简要介绍：1.1.1 程序前面板 程序前面板用于设置输入数值和观察输出量，用于模拟真实仪表的前面板。在程序前面板上，输入量被称为控制（Controls），输出量被称为显示（Indicators）。控制和显示是以各种图标形式出现在前
